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Timing-Analyse und CDC

Was ist bei einem 2-stufigen Flipflop-Synchronisierer für den Bereich zwischen der ersten und der zweiten Stufe richtig zu beachten?

  1. ADer Ausgang der ersten Stufe darf außer zur zweiten Stufe auch zu anderen Schaltungen verzweigt werden
  2. BKeine kombinatorische Logik einfügen, die beiden Flipflops nahe beieinander platzieren und direkt verbinden
  3. CFür mehr Timing-Spielraum mehrere Verzögerungspuffer zwischen erster und zweiter Stufe einfügen
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Antwort: B. Keine kombinatorische Logik einfügen, die beiden Flipflops nahe beieinander platzieren und direkt verbinden

Das Flipflop der ersten Stufe kann metastabil werden; das Prinzip des Synchronisierers besteht darin, die Zeit bis zum Abklingen dieses Ausgangs durch die Zeit bis zum Setup der zweiten Stufe sicherzustellen. Liegen kombinatorische Logik oder Puffer dazwischen, verringert sich die zum Abklingen verfügbare Zeit um deren Verzögerung, und die MTBF verschlechtert sich exponentiell. Wird der Ausgang der ersten Stufe zu anderen Schaltungen verzweigt, wird ein instabiler Wert direkt verwendet, und es besteht die Gefahr, dass er an jedem Verzweigungsziel als unterschiedlicher Wert interpretiert wird. Häufig wird bei der Platzierung auch ausdrücklich vorgegeben, die beiden nahe beieinander anzuordnen.

Zweistufiger Flipflop-Synchronisierer Sende-Taktdomäne Empfangs-Taktdomäne Sende-FF FF1 FF2 async direkt synchr. Ausgang Sendetakt Empfangstakt ggf. metastabil Empfangstakt FF1-Ausgang metastabil FF2-Ausgang ca. 1 Periode Wird FF1 bis zur nächsten Flanke stabil, liefert FF2 den richtigen Wert
Zweistufiger Flipflop-Synchronisierer · Im Diagrammverzeichnis ansehen
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